Variation des Reibungswinkels bei der Bemessung von Baugrubenwänden mit der Finite-Elemente-Methode

Im vorliegenden Beitrag werden anhand zweier exemplarischer Systeme von Verbauwänden Berechnungen mit der Finiten-Elemente-Methode (FEM) durchgeführt. Es handelt sich um eine einfach rückverankerte Spundwand sowie eine zweifach ausgesteifte Spundwand, bei denen der berechnete Erddruck, die Spannungen am Erdwiderlager, die Biegemomente der Verbauwand, die Stützkräfte, die Wandverformungen sowie die Gesamtstandsicherheit untersucht werden. Variiert werden dabei der Reibungswinkel sowie die Aushubtiefe. Als ein erstes Ergebnis der Parameterstudie wird der Einfluss des Reibungswinkels auf die für die Bemessung der Systeme relevanten Berechnungsergebnisse diskutiert.

Auf Basis der Parameterstudie wird abgeleitet, in welcher Weise sich verschiedene Nachweisverfahren gemäß Eurocode 7 auf die Bemessung auswirken. Es wird also z. B. untersucht, welche Auswirkung eine Reduktion des Reibungswinkels gemäß Nachweisverfahren DA3 im Vergleich zu einer Erhöhung der Schnittgrößen gemäß DA2 auf die Bemessung einer Verbaukonstruktion hat. Ebenfalls werden verschiedene Möglichkeiten zur Reduktion der Scherparameter mit der FEM beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit diskutiert. Abschließend werden Schlussfolgerungen zur Anwendung der verschiedenen Nachweisverfahren beim Einsatz der FEM gezogen sowie Hinweise zur Modellierung der Konstruktionsteile gegeben.